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潘建伟让中国成为世界的领跑者热点资讯

2019/07/22 来源:三门峡信息港

导读

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潘建伟的科研路上,一直有一个明确的目标让中国成为世界的领跑者。

中国科学院院士潘建伟今年44岁。3年前,刚过不惑之年的他成为当时新增院士中年轻的一位。

2008年7月,潘建伟回国,决定全时全职在国内工作。这一年的12月,国家“千人计划”启动,他成为首批入选者。

近,潘建伟及其研究小组,采用光子级联编码的方式实现了对于任意噪声都具有高容错率的薛定谔猫态,朝着实现大尺度量子络乃至宏观纠缠态迈出了重要一步。该研究成果发表在5月期的国际权威学术期刊《自然光子学》上。

潘建伟的科研路上,一直有一个明确的目标让中国成为世界的领跑者。

从国内到国外

17岁的潘建伟有一个物理梦,不过这时候的他没有想到,10年后他将进入量子世界的学术前沿。

1987年,潘建伟参加高考。原本有机会被保送到浙江大学等高校读经济管理类热门专业的潘建伟,选择了中国科技大学的近代物理系。

很快,量子力学让他着了迷。“量子理论认为,物质可以同时处于多个可能状态的叠加态,当被观测或测量时,才会随机地呈现出某种确定的状态,这使得一切变得自然而有意义,人的‘观测’是不确定的量子世界和确定的现实之间转化的关键,个人的奋斗因此存在积极的意义:如果一个人是处在‘成功’和‘失败’的叠加态上,那么个人奋斗会使得他朝着成功几率较大的状态演化。”谈起量子力学,潘建伟就有了说不完的话。

1996年,在中国科大获得理论物理硕士学位后,潘建伟来到了量子力学的研究重镇奥地利,投入茵斯布鲁克大学教授蔡林格门下攻读博士学位,此时的蔡林格正处于学术活跃期。

当时,蔡林格正在组织量子信息实验研究的一个国际合作项目,而潘建伟并不知情。此时他脑子里正在酝酿着一个实验设想。一个月后,他向实验组报告他的实验方案,这才了解到这一方案正是量子态隐形传输,也恰是国际合作项目的实验内容。

于是,潘建伟请求加入实验,蔡林格教授也在认真考虑后接受了这一请求。

1997年,一篇题为《实验量子态隐形传输》的研究论文在《自然》杂志发表,该成果被公认为是量子信息实验领域的开山之作,被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”之一。

“以这个工作为起点,量子信息实验研究此后进入热门状态。”潘建伟说。

从国外到国内

出国,其实并非潘建伟的初衷。也正因此,回国成了必然。

“我英语相对不是很好,但是数学物理很好。所以,我当时觉得将来如果能在国内作出成就来,让别人请我去讲学会比较理想。”回忆起刚刚踏入量子物理门槛的自己,潘建伟笑着说。

但很快潘建伟发现,量子理论需要实验的验证,而当时国内并没有这方面的实力。

至今,潘建伟仍清晰地记得与蔡林格的初次会面。“我到他的办公室,他满面胡子,坐在办公室落地窗旁边,问我:‘你将来有什么打算?’我回答:‘我想在中国建一个像你这个实验室一样的实验室。’”

1999年,潘建伟获得维也纳大学博士学位。2001年,潘建伟回到中国科大工作。

但是,当时国内的研究水平和人才储备都很薄弱。“必须与国际上的先进小组保持密切的联系。”潘建伟说。

于是,潘建伟一边在中国科大组织科研队伍、开展实验室建设,一边继续在维也纳大学从事多光子纠缠方面的合作研究。

其间,他还以玛丽居里讲席教授的身份到德国海德堡大学从事量子存储的合作研究。“海德堡大学的冷原子研究处于国际地位,我们必须把别人的看家本领学到手。”潘建伟回忆说。

几年下来,潘建伟团队在冷原子量子存储方面形成了丰富的人才和技术积累,取得了一系列国际的研究成果:首次实现光子比特与原子比特间的量子隐形传态;首次将单次激发量子存储的寿命延长至毫秒量级,将以前的结果提高两个数量级;首次实现纠缠光子的量子存储;实现国际上综合性能的长寿命、高读出效率的量子存储……

2008年10月,潘建伟和他在德国的团队整体回国。“搬家的清单足足列了120页,大到激光器,小到12毫米的镜片,全部搬回来了。”

从国内到国际

“在量子通信领域,中国用了不到十年的时间,由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅,将于欧洲和北美。”这是英国《自然》杂志对潘建伟团队研究成果的评价。

及至2008年,潘建伟团队已成为国际上首次把安全量子通信距离突破到超过百公里量级的3个团队之一,国际上报道安全的实用化量子通信络实验研究的两个团队之一,也是国内领衔开展星地量子通信实验研究的科研团队。

回国后,潘建伟成了“放风筝的人”。近年来,潘建伟不断将不同学科背景的年轻人送去德国、英国、美国、瑞士、奥地利等量子信息研究的国际小组加以锻炼。而这些特意“放飞”国外多年的年轻人,也都在学成后回了国。如今,团队里仅“青年千人计划”教授、“百人计划”教授就有10多位。

万事俱备。当前,潘建伟的梦想是“做世界的领跑者”。

2008年秋,潘建伟团队在合肥建立了世界上个光量子,实现了“一次一密”加密方式的实时络通话,真正做到“互联互通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密络系统。

2012年和2014年,潘建伟团队分别建成了国际上规模的量子通信络“合肥城域量子通信试验示范络”和“济南量子通信试验”,标志着大容量的城域量子通信络技术已经成熟。

2012年底,潘建伟团队的量子通信装备在北京投入常态运行,为十八大等国家重要政治活动提供信息安全保障。

在发改委支持下,千公里光纤量子通信骨干工程“京沪干线”项目也正在积极建设,将于2016年前后建成连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信络,推动量子通信技术在国防、政务、金融等领域的应用。

与此同时,潘建伟团队正在牵头实施中科院战略性先导科技专项“量子科学实验卫星”,将实现高速星地量子通信并连接地面的城域量子通信络,初步构建我国的广域量子通信体系。

“世界信息化产业飞速发展,中国很多时候充当的是追赶者和模仿者的角色,我们需要有一个改变,应该能够勇于去做引领者。我希望我国能够通过抢占量子通信技术发展的先机,在新兴的量子信息产业上成为领跑者。”潘建伟说。(见习倪思洁)

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